變電站GIS設(shè)備常見故障原因及處理方法分析

王一博 王福杰 馬繁宗

摘 要：近年來GIS設(shè)備在電力系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛，作為電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵裝置，其在使用過程中容易發(fā)生故障，而且GIS設(shè)備故障還具有一定的隱蔽性，因此需要在使用GIS設(shè)備中做好故障的處理工作。通過對提高GIS設(shè)備故障分析能力，從而快速對GIS故障點(diǎn)進(jìn)行判斷，不僅有利于維持正常的生產(chǎn)作業(yè)秩序，而且能夠有效的保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：變電站；GIS設(shè)備；故障；處理

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 變電站GIS設(shè)備常見的故障

1.1 GIS設(shè)備常見故障

在GIS設(shè)備整體故障中，GIS設(shè)備常見故障發(fā)生大致占總體故障發(fā)生率的20%～40%，而且多在GIS設(shè)備運(yùn)行投產(chǎn)第一年內(nèi)發(fā)生。當(dāng)前GIS設(shè)備操作機(jī)構(gòu)主要以斷流器操作機(jī)構(gòu)、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)及電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)為主，電動(dòng)合閘失靈及跳閘后分閘不到位等已成為GIS設(shè)備操作機(jī)構(gòu)的常見故障，一旦這類故障發(fā)生，則會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)大范圍停電事故。

1.2 GIS設(shè)備特有故障

在常溫下，SF6氣體不僅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，而且具有無色、無味及不燃等特點(diǎn)，當(dāng)SF6氣體壓力達(dá)到0.29MPa時(shí)，與空氣相比，SF6氣體的絕緣性和滅弧能力會(huì)處于一個(gè)非常高的水平。當(dāng)SF6氣體在運(yùn)輸碰撞或是內(nèi)部產(chǎn)生粉塵、絕緣件質(zhì)量較低時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部局部發(fā)生放電故障，從而使內(nèi)部電場發(fā)生改變，引發(fā)絕緣故障。同時(shí)在GIS設(shè)備運(yùn)行過程中，內(nèi)部元件盆型絕緣子和隔離開關(guān)也易發(fā)生故障，從而影響GIS設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此需要通過日常維護(hù)和巡查來對內(nèi)部元件進(jìn)行檢測。

2 導(dǎo)致GIS設(shè)備故障的主要原因

首先，設(shè)計(jì)階段。當(dāng)GIS設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)沒有科學(xué)合理對元件的絕緣裕度和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇，則會(huì)導(dǎo)致GIS設(shè)備故障發(fā)生。絕緣子故障發(fā)生率較高，當(dāng)對其使用場強(qiáng)參數(shù)控制不合理時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致GIS設(shè)備使用過程中會(huì)有閃絡(luò)及局部放電現(xiàn)象發(fā)生，而且隨著使用時(shí)間的增加，極易發(fā)生絕緣子擊穿故障。

其次，制造階段。生產(chǎn)制造階段是GIS設(shè)備發(fā)生故障的重要階段，因?yàn)樵诖穗A段是設(shè)備成型期，工藝操作和任何一道工序的執(zhí)行都會(huì)直接影響到設(shè)備的質(zhì)量。在制造過程中，由于操作人員的違規(guī)操作，導(dǎo)致錯(cuò)裝、漏裝等現(xiàn)象的發(fā)生，會(huì)直接影響到設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。生產(chǎn)車間的清潔工作非常重要，如果因?yàn)榍鍧嵐ぷ鞑坏轿?，就?huì)導(dǎo)致金屬顆粒以及粉塵等雜質(zhì)遺留在GIS設(shè)備內(nèi)部，留下嚴(yán)重的安全隱患。

最后，運(yùn)行階段。GIS設(shè)備運(yùn)行時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)違規(guī)操作或是雷電過電壓情況時(shí)，GIS設(shè)備接地開關(guān)極易發(fā)生損壞或是外殼出現(xiàn)閃絡(luò)，因此需要在日常運(yùn)行和維護(hù)工作中嚴(yán)格按照相關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行操作，而且還要做好設(shè)備的維修和防護(hù)工作。

3 GIS設(shè)備故障常用的處理方法

3.1 故障的處理和防護(hù)

運(yùn)行中的GIS設(shè)備當(dāng)SF6氣體發(fā)生泄漏時(shí)，則需要做好氣體排泄工作?？梢岳檬覂?nèi)底部的通風(fēng)口來排泄氣體，同時(shí)還要將氧氣測量儀和氣體泄漏報(bào)警裝置設(shè)備在通風(fēng)口處，一旦故障發(fā)生，則需要采取有效的措施避免泄漏的氣體進(jìn)入到主控室內(nèi)，同時(shí)GIS室內(nèi)也嚴(yán)禁工作人員隨意或是單獨(dú)進(jìn)入。當(dāng)工作需要進(jìn)入GIS室時(shí)，需要提前20分鐘進(jìn)行排風(fēng)，同時(shí)進(jìn)去時(shí)還要穿戴好防護(hù)用品。當(dāng)GIS室內(nèi)含氧量處于18%以下時(shí)，嚴(yán)禁在設(shè)備防爆膜附近進(jìn)行停留。當(dāng)SF6氣體含水量大于規(guī)定值要求時(shí)，則需要對吸附劑進(jìn)行更換，同時(shí)采用抽真空氮?dú)庵脫Q工藝。另外還需要嚴(yán)格對GIS設(shè)備制造過程中的使用的原材料質(zhì)量進(jìn)行控制，同時(shí)還要做好零部件的清理和清潔工作。

利用耐壓試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)ε栊徒^緣子故障檢測。在長時(shí)間的耐壓試驗(yàn)中，能夠有效的發(fā)現(xiàn)盆型絕緣子存在的缺陷和故障。因此對于盆型絕緣子出廠前需要在額定電壓下進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，而且試驗(yàn)時(shí)長需要在一萬小時(shí)以上。科學(xué)合理對隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，做好測試檢測和定期檢修工作，對于使用年限較長的GIS設(shè)備，需要對其觸頭彈簧夾進(jìn)行及時(shí)更換，動(dòng)靜觸頭氧化層要進(jìn)行清除，做好螺栓的堅(jiān)固工作。

當(dāng)電壓互感器的回路發(fā)生斷路故障時(shí)，為了防止出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象，首先應(yīng)該退出自動(dòng)裝置或者是繼電保護(hù)裝置，防止故障的擴(kuò)大化。如果發(fā)現(xiàn)熔斷器熔斷，應(yīng)該及時(shí)更換元件，然后進(jìn)一步查明原因，看回路中是否有其他松動(dòng)或者接觸不良的現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。如果CT二次回路發(fā)生故障，做好絕緣保護(hù)是首要工作，利用絕緣工具對線路進(jìn)行檢測，對于可能發(fā)生故障的區(qū)域一定要嚴(yán)格檢查，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象及時(shí)處理，對于無法處理的故障要及時(shí)上報(bào)，避免事故擴(kuò)大化。

3.2 GIS設(shè)備的日常維護(hù)、監(jiān)測和檢修

GIS設(shè)備運(yùn)行過程中，故障多發(fā)生在投入運(yùn)行的第一年，因此需要在GIS設(shè)備投入運(yùn)行后要做好日常護(hù)理、檢測和維修工作。在日常巡視過程中，需要對關(guān)鍵元件的位置指示器、閉鎖裝置及觸頭接觸等處進(jìn)行嚴(yán)格檢測，同時(shí)還要檢查各信號(hào)燈、指示燈、密度計(jì)和壓力表的指標(biāo)是否保持正常的狀態(tài)。察看GIS設(shè)備是否存在漏油、漏氣、發(fā)熱、絕緣老化及金屬件銹蝕等現(xiàn)象。利用在線監(jiān)測裝置來有效的監(jiān)測GIS設(shè)備愉部的運(yùn)行情況，利用局部放電進(jìn)行早期診斷，及時(shí)排除故障。對于運(yùn)行中的GIS設(shè)備，需要在運(yùn)行三至五年時(shí)進(jìn)行一次小修，主要是對壓力表和溫度計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，更換液壓油、不良緊固件、SF6氣體、吸附劑等，測量導(dǎo)電回路接觸電路。而大修周期通常以八至十年為宜，對一些磨損件、導(dǎo)電觸頭、絕緣件及密封環(huán)進(jìn)行更換，清除氣室內(nèi)SF6分解物及一些粉末及微粒等。

結(jié)語

相對于其他設(shè)備來講，GIS設(shè)備的穩(wěn)定性較強(qiáng)，但是如果發(fā)生故障，不僅需要較長的時(shí)間來進(jìn)行維修，而且相較于常規(guī)設(shè)備來講，其檢修的范圍也較大，會(huì)給電力企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以為了進(jìn)一步提高GIS設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，需要制定完善的檢修計(jì)劃，加強(qiáng)日常檢測試驗(yàn)，降低事故的發(fā)生幾率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各項(xiàng)新技術(shù)、新工藝會(huì)逐漸運(yùn)用到GIS設(shè)備設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，設(shè)備性能也會(huì)越來越完善，能夠有效的保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]劉強(qiáng).500kV變電站GIS故障預(yù)防及相應(yīng)故障分析[J].科技信息，2012（06）.

[2]曲金秋.變電站GIS設(shè)備缺陷分析與防范[J].科技視界，2012（16）.